在C ++ 17中实现迭代器和const_iterator的正确方法是什么？

Question

在实现自定义容器时，我到了需要实现迭代器的地步。当然，我不想为const和non-const迭代器编写两次代码。我发现了这个问题，详细说明了这样的可能实现：

template<class T>
class ContainerIterator {
    using pointer = T*;
    using reference = T&;
    ...
};

template<class T>
class Container {
    using iterator_type = ContainerIterator<T>;
    using const_iterator_type = ContainerIterator<const T>;
}

但是，我也发现了这个这个问题，使用模板参数：

template<class T, bool IsConst>
class ContainerIterator {
    using pointer = std::conditional_t<IsConst, const T*, T*>;
    using reference = std::conditional_t<IsConst, const T&, T&>;
    ...
};

template<class T>
class Container {
    using iterator_type = ContainerIterator<T, false>;
    using const_iterator_type = ContainerIterator<T, true>;
}

第一个解决方案似乎更容易，但是答案是从2010年开始。经过一些研究，似乎第一个版本并未得到广泛使用，但我不知道为什么。我觉得我缺少第一个版本的一些明显缺陷。

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因此问题变为：

1. 第一个版本有什么问题吗？

2. 如果没有，为什么版本＃2似乎是c ++ 17中的首选方式？还是我为什么要优先选择另一个？

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同样，是的，使用const_cast或简单复制整个代码将是一种解决方案。但是我不喜欢那两个。

Answer 1

第二个实现的要点是您没有复制的：使实现特定需求变得容易。即， aniterator必须可以隐式转换为 a const_iterator。

这里的困难在于保持微不足道的可复制性。如果你要这样做：

template<class T>
class ContainerIterator {
    using pointer = T*;
    using reference = T&;
    ...
    ContainerIterator(const ContainerIterator &) = default; //Should be trivially copyable.
    ContainerIterator(const ContainerIterator<const T> &) {...}
};

那是行不通的。const const Typename解析为const Typename. 因此，如果您ContainerIterator使用 a实例化const T，那么您现在有两个具有相同签名的构造函数，其中一个是默认的。好吧，这意味着编译器将忽略您对复制构造函数的默认设置，从而使用您的非平凡复制构造函数实现。

那很糟。

有一些方法可以通过使用一些元编程工具来检测 的 const 性来避免这种情况T，但解决此问题的最简单方法是将 const 性指定为模板参数：

template<class T, bool IsConst>
class ContainerIterator {
    using pointer = std::conditional_t<IsConst, const T*, T*>;
    using reference = std::conditional_t<IsConst, const T&, T&>;
    ...

    ContainerIterator(const ContainerIterator &) = default; //Should be trivially copyable.
    template<bool was_const = IsConst, class = std::enable_if_t<IsConst || !was_const>>>
    ContainerIterator(const ContainerIterator<T, was_const> &) {...}
};

模板永远不会被视为复制构造函数，因此这不会影响简单的可复制性。如果它不是const迭代器，这还使用 SFINAE 来消除转换构造函数。

还可以找到有关此模式的更多信息。